Estensione del runtime di backup di un UPS con una batteria esterna per auto

Sto cercando un modo semplice / economico per avere un tempo di backup di potenza più lungo.
Il mio pugno era di mettere in parallelo 2 UPS economici. Ma ho scoperto rapidamente che non è così semplice. Avresti bisogno di un altro dispositivo che sincronizzi le onde, altrimenti ... boom !!.

Poi ho pensato di collegarli in serie, ma ho letto da qualche parte che non avrebbe funzionato perché l'output di un UPS in modalità di backup non è una vera onda sinusoidale. Quindi alimentare un secondo UPS con quell'onda falsa significherebbe che l'alimentazione si è spenta e anche passare alla modalità batteria.

Quindi ho pensato, e se avessi potuto usare una batteria per auto come estensione della batteria interna dell'UPS. E ho trovato questo istruttivo che mostra esattamente come farlo.

L'articolo fornisce l'importante avvertimento che un UPS non è progettato per funzionare a piena capacità a batteria (solo per la durata della sua batteria, che è di pochi minuti), quindi dovresti scegliere un UPS con il doppio della potenza di cui avrai bisogno.

Tenendo questo a mente, è sicuro farlo?
È semplice come mettere una batteria per auto al posto di quella interna e aspettarsi che funzioni senza apparenza? L'UPS sarà in grado di caricare la batteria dell'auto considerando che è molto più grande di quello che l'UPS dovrebbe avere?

L'UPS di buona qualità (APC) può essere utilizzato in questo modo. Ho due unità in esecuzione al momento. Li uso per scopi diversi, caricano leggermente la batteria della mia moto e la batteria che mi è rimasta dalla macchina precedente. Gli UPS APC sono ottimi caricabatterie per batterie al piombo acido (dopo tutto, questo è uno dei loro scopi principali) e ho un negozio nelle vicinanze che li offre gratuitamente.

L'unità funzionerà ininterrottamente con qualsiasi batteria e puoi anche scambiare le batterie mentre le stai utilizzando. La batteria dell'auto potrebbe non essere troppo felice, non apprezzano la scarica profonda, ma se stai pianificando di scaricarla sul pavimento solo una volta all'anno, non farà molta differenza.

La ricarica sarà piuttosto lenta poiché l'unità è impostata sulla batteria fornita. La batteria all'interno del UPS UPS APC da 600 VA è di 7 Ah, quindi la batteria dell'auto verrà caricata con una corrente di 700 mA.

Ho usato batterie esterne su diversi vecchi modelli UPS fuori garanzia per 15 anni, che vanno da 500 VA a 1500 VA (da circa 400 Watt a 1000 Watt). Preferisco gli UPS a onda sinusoidale per la loro universalità con piccoli trasformatori e elettrovalvole, ma la maggior parte dei computer e delle apparecchiature periferiche utilizzano alimentatori a commutazione che funzionano perfettamente con UPS a onda sinusoidale modificata (una sorta di onda quadra) - Ne ho anche uno.

La mia TV e il ricevitore DISH dispongono di un UPS a onda sinusoidale da 500 VA, poiché qualsiasi anomalia di alimentazione fa sì che il ricevitore DISH impieghi 5 minuti a risincronizzarsi con il satellite. Questo è fastidioso. Le batterie AGM delle dimensioni di un mattone che ho attualmente su quell'UPS farebbero funzionare il sistema per circa 15 minuti.

A volte ho aggiunto un piccolo termostato al dissipatore di calore interno principale per far funzionare una ventola aggiuntiva (interna o esterna, a seconda dello spazio) per periodi di funzionamento più lunghi. (Cerca ~ 95 ° F KSD9700 NESSUN termostato, ma alcuni NON sono elettricamente isolati, quindi non possono toccare nulla.) Tuttavia, nelle mie circostanze, ho usato raramente un UPS alla massima capacità nominale. La maggior parte dell'elettronica moderna consuma poca energia, di solito solo pochi amplificatori. Se hai intenzione di far funzionare un UPS al 25% (o giù di lì) del suo VA nominale (o watt) probabilmente non avrai bisogno di un ventilatore aggiuntivo ... anche se non fa male.

La cosa più importante è usare le batterie AGM, se possibile , in quanto hanno una tensione di carica leggermente superiore di circa 0,3 volt rispetto alle batterie allagate (bagnate) che (per e-mail del produttore) dovrebbero caricare la carica a 13,5 V. Le batterie AGM preferiscono circa 13,8 V. Gli AGM non tollerano il sovraccarico delle batterie allagate. Se si utilizzano batterie allagate, l'UPS continuerà la carica di mantenimento dopo che le batterie sono effettivamente al 100%, con il risultato di "gassare" l'acqua distillata dalle celle. Le celle allagate tollerano bene il sovraccarico ma poi DEVI aggiungere acqua distillata ogni 2-3 mesi per evitare che le piastre vengano esposte: questa è la morte di una batteria allagata.

Poiché i produttori di UPS non documentano come regolare i loro circuiti di ricarica o offrono un selettore AGM / Flooded (peccato), è possibile (per un sistema a 24 V) aggiungere una coppia di diodi di alimentazione rivolti verso gli oppositori per far cadere la tensione di carica dell'UPS alle batterie allagate di 0,6 V (0,3 per ogni batteria). Ho creato un "match matcher" interposto per farlo, ma diventa troppo complesso da spiegare qui e non lo consiglio. È stato un progetto interessante, ma sarebbe meglio acquistare invece batterie da 100- 300 $ di AGM.

Vorrei suggerire un voltmetro digitale per ogni batteria e un misuratore di amplificatore digitale dall'UPS alle batterie. L'amplificatore dovrebbe idealmente leggere sia la corrente positiva (carica) che negativa (scarica) ad una risoluzione di almeno 0,1 amp. Ciò ti consentirà di monitorare i tassi di ricarica e lo stato della batteria. Ho usato i misuratori LED di Amazon e finora hanno funzionato bene.

Fondere SEMPRE le batterie in modo appropriato in caso di cortocircuito: batterie di grandi dimensioni possono provocare incendi. I miei hanno rispettivamente fusibili auto-marini a bassa tensione da 50A e 100A. In un sistema a 24 V, è consigliabile posizionare il fusibile nel collegamento tra le due batterie.

Utilizzare SEMPRE una batteria con celle allagate. Un rivelatore di calore sulle scatole della batteria e rilevatori di fumo nelle vicinanze sono una buona idea.

AVVERTIMENTO! Le batterie allagate possono rilasciare idrogeno e una scintilla o una fonte di calore nelle vicinanze possono provocare un'esplosione in una cella che può spruzzare acido della batteria sull'ambiente. Usa estrema cura!

AVVERTIMENTO! Un UPS è progettato per fornire 120 V CA anche quando NON È COLLEGATO ALLA presa a muro! Quella tensione può ucciderti! Stai attento!

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          HOW TO MEASURE 'TERMINAL CHARGE VOLTAGE' FOR A UPS

Come fai a sapere a quale tensione un determinato UPS caricherà le sue batterie? In realtà è abbastanza facile da determinare. Avrai bisogno di un grande condensatore, almeno 4700uF. Il mio era di 36.000 uF e aveva le dimensioni di una lattina. Avrai anche bisogno di una o due batterie, qualunque sia il tuo UPS. Non devono essere nuovi o grandi, ma dovrebbero essere in grado di fornire, diciamo, 10 ampere per alcuni secondi. E un voltmetro digitale.

Spegnere l'UPS con l'interruttore del pannello anteriore, scollegarlo e rimuovere le batterie se presenti. Su un banco di lavoro, disporre l'apparecchiatura come segue: UPS, condensatore e voltmetro, batteria (e). Collegare il voltmetro al condensatore con cavi a coccodrillo. Prestare molta attenzione alla polarità del condensatore! Usando un pratico resistore ~ ​​1K, precarica il condensatore dalla batteria (s) - importante per condensatori davvero enormi - e poi collegalo alla batteria (s) con clip a coccodrillo in grado di gestire 10 amp (dovrebbe fare un filo calibro 18) . Ora usa i morsetti a coccodrillo per collegare il condensatore al connettore o ai cavi interni della batteria dell'UPS, positivo a rosso, negativo a nero! Collegare l'UPS e accenderlo sul pannello frontale.

L'UPS si risveglierà, testerà le batterie estraendole a pochi ampere durante il monitoraggio della tensione, quindi inizierà il normale funzionamento tentando di caricare le batterie. Nella mia esperienza, il processo di sveglia dura meno di 20 secondi, ma dai un minuto o giù di lì. Ora scollegare le batterie. L'UPS caricherà rapidamente il condensatore a ciò che io chiamo "tensione di carica terminale" e la corrente di carica scenderà a zero. Il voltmetro mostrerà a quale tensione l'UPS proverà a caricare le batterie. Poiché prevede batterie AGM, dovrebbe essere 13,8 V per una batteria o 27,6 V per due. Un decimo di volt per batteria in entrambi i casi è probabilmente ok - la mia esperienza da hobbista con la durata della batteria AGM è limitata. Ma se è troppo alto, accorcia la durata delle batterie AGM.

Addendum: il miglior connettore pacco batteria da UPS a SB50. Il grigio è per i sistemi a 24V, il giallo per i sistemi a 12V. Ogni colore è codificato in modo diverso. Un determinato colore può utilizzare diversi calibri di filo, come calibro 4-6 o 8-10, quindi scegliere i terminali SB50 desiderati (l'alloggiamento è lo stesso). Una volta saldati sul filo, i terminali spingono semplicemente nel connettore. C'è una molla piatta interna nella custodia in plastica che può essere premuta con un piccolo cacciavite per rimuovere ciascun terminale. Gli SB50 sono senza sesso, quindi riceverai due pezzi identici. Sono disponibili versioni più grandi di SB50, come Anderson SB120 e SB175. Il numero è la valutazione dell'amplificatore.

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Il metodo del caricatore fuoribordo

Se hai un buon UPS usato che crea energia ma sovraccarica o scarica le batterie, puoi utilizzare un caricabatterie esterno a basso amperaggio progettato per il tuo tipo di batteria e abbastanza intelligente da non sovraccaricarlo. Per evitare che il gruppo di continuità dal cercare di caricare la batteria (s), installare un diodo pesante (su un dissipatore di calore appropriata) che permetterà il flusso della corrente dalla batteria (s) al gruppo di continuità, ma non per loro dal gruppo di continuità. Pertanto, solo il caricabatterie fuoribordo può caricare la batteria.

È inoltre possibile installare un relè di bypass alimentato dalla linea, in modo che durante un'interruzione di corrente i contatti NC bypassino il diodo e consentano la piena alimentazione dell'UPS. I contatti devono essere classificati per la massima corrente che si prevede di assorbire, forse 30 amp o più. La bobina del relè deve essere classificata per "servizio continuo". Senza il relè di bypass, il diodo al silicio e il dissipatore di calore si surriscaldano a causa della caduta di 0,6 V attraverso di esso e degli amplificatori attraverso di esso. V x I = watt (ovvero: 0,6 V x 30 A = 18 watt). Senza il relè, avrai bisogno di una ventola di raffreddamento sul dissipatore di calore in quanto può diventare piuttosto calda nel tempo. Si noti che alcuni UPS intelligenti potrebbero lamentarsi che la batteria è scarica a causa della caduta di 0,6 V quando controllano periodicamente la batteria, quindi testare il progetto su un banco da laboratorio per vedere se funzionerà per voi.

Progettare e testare con cura poiché l'UPS funzionerà quando non si è presenti.

Supponendo che l'UPS utilizzi una batteria SLA da 12V comune, è possibile sostituirla con un'auto al piombo-acido da 12V o con una batteria a scarica profonda. Sono tutte batterie al piombo acido comuni e dovrebbero funzionare in modo identico.

Detto questo, è una cattiva idea per diversi motivi:

• L'elettronica UPS, come menzionato nel collegamento fornito, non è progettata per funzionare per lunghi periodi di tempo. I tipici UPS per casa / ufficio sono raffreddati passivamente e in contenitori scarsamente ventilati. Il surriscaldamento è una grande preoccupazione e si rischia facilmente un incendio. Potresti apportare molte modifiche per aggiungere ventole di raffreddamento, dissipatori di calore, ecc., Ma a quel punto potresti anche acquistare un UPS più grande.

• Le batterie per auto sono ottimizzate per la corrente di picco elevata senza essere scaricate molto, ma possono essere danneggiate se scaricate regolarmente troppo in profondità. Le batterie a scarica profonda sono una scelta migliore se puoi ottenerle.

• Il circuito di carica è progettato per caricare una batteria più piccola. Potrebbe essere necessario molto tempo per caricare una batteria più grande. Oltre a richiedere molto più tempo per caricare, il caricabatterie potrebbe surriscaldarsi. Potresti essere in grado di integrare il circuito di ricarica integrato con un caricabatterie "Battery Tender", ma avere due caricabatterie che provano a caricare la stessa batteria contemporaneamente può causare problemi in quanto nessuno dei due sarebbe in grado di misurare correttamente la tensione della batteria.

• Ancora una volta, gli UPS sono progettati per funzionare per un breve periodo di tempo. In genere hanno solo la potenza sufficiente per dare a un computer abbastanza tempo per spegnersi con grazia o per colmare il tempo necessario per un generatore online e l'elettronica è dimensionata e progettata per funzionare per quel periodo di tempo relativamente breve. Un funzionamento più lungo può causare danni.

Hai preso in considerazione l'acquisto di un piccolo generatore, come la serie EU Honda , e il collegamento al tuo UPS in caso di interruzione prolungata dell'alimentazione?

Ho un EU1000i che produce alimentazione CA da 1000 W (picco, 900 W continuo). A differenza della maggior parte degli altri generatori, in cui il motore aziona direttamente il generatore (questo tende a produrre energia "sporca" e molti UPS non accetteranno tale potenza), la serie EU ha il motore che aziona un inverter a onda sinusoidale pura che produce utilità- grado, alimentazione regolata che funzionerà perfettamente con UPS e computer. Sono silenziosi, a basso consumo di carburante e funzionano bene.

(Non ho alcun collegamento con la Honda, tranne che ero proprietario di una delle loro auto nel 2003 e attualmente ho un generatore EU1000i.)